Водокольцевые насосы: устройство, преимущества и недостатки

Водокольцевые насосы представляют собой очень простые системы, однако довольно сложно объяснить, как они работают. Внутри насоса происходит много всего, несмотря на наличие только одной движущейся части.

Принцип действия насоса основан на использовании центробежной силы, действующей на герметизирующую жидкость, которая, в свою очередь действует как поршень в цилиндре, чтобы сжать газ, захваченный между жидкостью и рабочим колесом.

Давайте немного отступим назад.

Жидкость, по сути, практически несжимаема. Конечно, можно приложить некоторую силу к любой жидкости и сжать ее, но это будет очень большая сила, чем понадобится для сжатия какого-либо газа.

Например, если бы мы захотели сжать воду, нам понадобилось бы давление в 2000-2070 бар, чтобы уменьшить ее объем на 10% (в зависимости от температуры). Если мы хотим сделать то же самое с воздухом, потребуется 0,07-0,14 бар. Это огромная разница.

Для давления, которое может создать водокольцевой насос, можно сказать, что жидкость в нем не сжимается. Однако газ в насосе может быть сжат.

Итак, давайте посмотрим, что происходит в насосе.

Это насос перед запуском:

Насос имеет крыльчатку, которая вращается при запуске насоса. Подобно ротору ротационного лопастного насоса, крыльчатка эксцентрична (вне центра) по отношению к корпусу.

В нижней части находится жидкость — может быть масло, может быть вода или, возможно, другая жидкость. Она называется уплотняющей жидкостью.

Внизу есть отверстие для входа уплотняющей жидкости в камеру.

В середине насоса вокруг центра рабочего колеса вы можете видеть отверстия для входа и выхода газа

Как только крыльчатка начинает вращаться, уплотняющая жидкость отбрасывается наружу центробежной силой. Поскольку уплотняющая жидкость плотнее воздуха, газ в это время попадет внутрь.

Ниже показана анимация воздушного потока. Синий — герметизирующая жидкость, оранжевое пространство — воздух, а белые точки — воздушные частицы.

Вы можете видеть, что, поскольку рабочее колесо находится не по центру, когда крыльчатка вращается, пространство, в которое попадает воздух, становится все меньше и меньше. Уменьшение объема вызывает увеличение давления.

Часть уплотняющей жидкости также перемещается с газом, поэтому ее необходимо отделить и подать обратно в насос.

Вы можете сказать, что это слишком сложно и почему бы просто не использовать другой тип насоса?

Преимущество водокольцевых насосов состоит в том, что они очень долговечны, так как в них только одна движущаяся часть без механического контакта «металл по металлу», поэтому износ очень невелик. Кроме того, жидкость в нем помогает поддерживать охлаждение компонентов насоса, что также помогает продлить срок службы деталей.

При использовании в вакууме водокольцевые насосы могут всасывать все виды мусора и жидкостей, и это не повредит насос (при условии что система была правильно спроектирована и установлена). Например, такие насосы, внутренние детали которых изготовлены из бронзы, могут без проблем всасывать морскую воду, в отличие от тех же поршневых вакуумных насосов, которые при попадании соленой воды в них быстро выходят из строя.

Жидкостные кольцевые насосы могут работать в достаточно экстремальных условиях и всасывать материалы, которые разрушат другие насосы. Водокольцевые насосы также имеют большую долговечность, конструкция насоса обеспечивает десятилетия эксплуатации насоса при правильном техническом обслуживании.

Итак, каковы недостатки жидкостного кольцевого насоса?

1. Жидкие кольцевые насосы имеют тенденцию быть намного менее энергоэффективными, чем насосы других видов.
2. Жидкостные кольцевые насосы обычно имеют более высокую первоначальную стоимость.

Если у вас есть ситуация, когда другие насосы не работают, установите жидкостный кольцевой насос. Убедитесь, что вы проконсультировали свою компрессорную компанию о том, какой тип герметизирующей жидкости использовать в насосе, и о материалах, из которых изготовлен насос, — которые могут сделать или сломать вас. Для герметизирующей жидкости у вас обычно будет выбор герметичного или герметичного уплотнения. Для внутренних материалов будет широкий выбор. Этот выбор будет определяться материальной совместимостью того, что входит в насос.

С другой стороны, если у Вас есть жидкостный кольцевой насос и Вы ищете ему замену, при отсутствии экстремальных условий эксплуатации, лучше приобрести насос другого типа. Водокольцевые насосы рассчитаны на эксплуатацию в тяжелых условиях. Если у Вас нет таких условий, Вы просто потратите деньги и электричество на насос, который Вам не нужен.

//Счетчик копирования Email